1.一种基于负载口独立控制的翻转式吊卡控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:初始化,将系统进行初始化,检查系统工作是否正常,如果不正常,不向下执行,并进行报警,如果正常,向下执行;
步骤2:参数设定,设定吊卡翻转到位角度,设定手动翻转最大速度,设定活门锁闩打开最大速度,设定活门锁闩关闭最大速度,设定角度位移转化参数,设定幅值变换参数,设定专家PID控制参数;
步骤3:数据采集,控制器(5)通过操作箱(1)上的操作按钮读取操作信号,通过锁闩关闭传感器(2)读取锁闩关闭信号,通过管柱进入传感器(3)读取管柱进入信号,通过管柱锁紧传感器(4)读取管柱锁紧信号,通过位移传感器(11)读取翻转液压缸(8)的活塞杆伸出位移;
步骤4:手动/自动模式判断,通过操作箱(1)上的手动/自动切换按钮判断是否为自动模式,若为手动模式,则进入步骤5.1;若为自动模式,则进入步骤5.2;
步骤5.1:手动模式,手动模式开启后,进入步骤5.1.1;
步骤5.1.1:手动翻转,按下操作箱(1)上的“上翻转”按钮,控制器(5)接收到操作箱(1)上的“上翻转”按钮的电压信号,根据公式(1)将“上翻转”按钮的电压信号转换为向第一负载口独立控制阀组(6)的四个比例阀的输入电流值,第一两位两通常闭比例阀(601)、第二两位两通常闭比例阀(602)、第一两位两通常开比例阀(603)和第二两位两通常开比例阀(604)的电流值分别为0、I、0、Imax,进而驱动翻转液压缸(8)的活塞杆缩回运动,翻转液压缸(8)的活塞杆缩回运动,迫使翻转式吊卡(20)向上翻转,控制器(5)根据公式(2),将位移传感器(11)检测到的翻转液压缸(8)活塞杆位移值d转化为实时转角,当达到设定的角度后,控制器(5)检测到相应位移值d,认为达到设定的角度,并向角度到位指示灯(18)发出信号将其点亮,则进入步骤5.1.2;
式中,I为第一负载口独立控制阀组(6)或第二负载口独立控制阀组(7)的输入电流值,u为操作箱(1)上的操作按钮电压信号,U为操作箱(1)上的操作按钮最大电压值,v为手动翻转最大速度或活门锁闩打开或活门锁闩关闭最大速度,k为输出电流与最大速度之间的比例系数;
式中,θ为翻转式吊卡(20)的翻转角度,α1、α2、l1、l2分别为吊臂(19)与翻转式吊卡(20)的关节角度与长度,D为翻转液压缸(8)的缸壁长度,d翻转液压缸(8)的活塞杆位移;
步骤5.1.2:锁闩、活门手动打开,当操作人员看到角度到位指示灯(18)亮起后,则按下操作箱(1)上的“活门、锁闩打开”按钮,控制器(5)接收到操作箱(1)上的“活门、锁闩打开”按钮的电压信号,根据公式(1)将“活门、锁闩打开”按钮的电压信号转换为第二向负载口独立控制阀组(7)的四个比例阀的输入电流值,第三两位两通常闭比例阀(701)、第四两位两通常闭比例阀(702)、第三两位两通常开比例阀(703)和第四两位两通常开比例阀(704)的电流值分别为0、I、0、Imax,进而通过液压锁(9)和顺序阀组(10)控制锁闩液压缸(13)先动,活门液压缸(12)后动,从而实现锁闩先打开、活门后打开的顺序动作,并进入步骤5.1.3;
步骤5.1.3:管柱自动进入,当锁闩、活门先后打开后,管柱开始自动进入翻转式吊卡(20),当管柱触碰到管柱进入传感器(3)后,控制器(5)将采集到管柱进入信号,并向管柱进入指示灯(15)发出信号使其点亮,并进入步骤5.1.4;
步骤5.1.4:活门、锁闩手动关闭,当操作人员看到管柱进入指示灯(15)亮起后,则按下操作箱上的“活门、锁闩关闭”按钮,控制器(5)接收到操作箱(1)上的“活门、锁闩关闭”按钮的电压信号,根据公式(1)将“活门、锁闩关闭”按钮的电压信号转换为向第二负载口独立控制阀组(7)的四个比例阀的输入电流值,第三两位两通常闭比例阀(701)、第四两位两通常闭比例阀(702)、第三两位两通常开比例阀(703)、第四两位两通常开比例阀(704)的电流值分别为I、0、Imax、0,进而通过液压锁(9)和顺序阀组(10)控制活门液压缸(12)先动,锁闩液压缸(13)后动,从而实现活门先打开、锁闩后打开的顺序动作,并进入步骤5.1.5;
步骤5.1.5:锁闩关闭指示灯(14)点亮,当锁闩关闭后,将触碰到锁闩关闭传感器(2),控制器(5)将采集到锁闩关闭信号,并向锁闩关闭指示灯(14)发出信号使其点亮,并进入步骤5.1.6;
步骤5.1.6:管柱锁紧检测,活门、锁闩关闭后,管柱已经完全进入到翻转式吊卡(20),待管柱锁紧后,管柱将触碰到管柱锁紧传感器(4),控制器(5)如若检测到管柱锁紧信号,则向管柱锁紧指示灯(16)发出信号使其点亮,当操作人员看到管柱锁紧指示灯(16)亮起后,则进入步骤6;控制器(5)如没有检测到管柱锁紧信号,则不向管柱锁紧指示灯(16)发出信号,当操作人员没有看到管柱锁紧指示灯(16)亮起,则停止作业并进行检修;
步骤5.2:自动模式,自动模式开启后,进入步骤5.2.1;
步骤5.2.1:自动翻转模块,控制器(5)根据公式(2),将位移传感器(11)检测到的翻转液压缸(8)活塞杆位移值d转化为实时转角,并根据设定的翻转角度确定翻转液压缸(8)活塞杆目标位移值,目标位移值与通过位移传感器(11)检测到的实际位移值作差,并进行专家PID运算,如若运算后的值为正,则证明实际翻转角度与设定翻转角度有一定差距,需要向上翻转,将运算后的值转换为电流信号I,输出给第二两位两通常闭比例阀(602),将运算后的值进行幅值变换处理,若运算后的绝对值大于0时,则电流信号的幅值变为电流最大值Imax输出给第一两位两通常开比例阀(603),若运算后的绝对值等于0时,则电流信号的幅值变为0,则电流信号的幅值变为0输出给第一两位两通敞开比例阀(603),第一两位两通常闭比例阀(601)的电流值为0,第二两位两通常开比例阀(604)的电流值为Imax,进而驱动翻转液压缸(8)的活塞杆缩回运动,翻转液压缸(8)的活塞杆缩回运动,迫使翻转式吊卡(20)向上翻转,从而减小实际翻转角度与设定翻转角度的差距;如若运算后的值为负,则证明实际翻转角度超过了设定的翻转角度,需要向下翻转,将运算后的值转换为电流信号I输出给第一两位两通常闭比例阀(601),将运算后的值进行进行幅值变换处理,若运算后的绝对值大于0时,则电流信号的幅值变为电流最大值Imax输出给第二两位两通常开比例阀(604),若运算后的绝对值等于0时,则电流信号的幅值变为0,则电流信号的幅值变为0输出给第二两位两通敞开比例阀(604),第二两位两通常闭比例阀(602)的电流值为0,第一两位两通常开比例阀(603)的电流值为Imax,进而驱动翻转液压缸(8)的活塞杆伸出运动,翻转液压缸(8)的活塞杆伸出运动,迫使翻转式吊卡(20)向下翻转,从而反向减小实际翻转角度与设定翻转角度的差距;当控制器(5)通过位移传感器(11)检测到实际位移值等于设定位移值后,则分别第一向两位两通常闭比例阀(601)、第二两位两通常闭比例阀(602)、第一两位两通常开比例阀(603)和第二两位两通常开比例阀(604)的输入的电流值为0、0、Imax、Imax,从而将驱动翻转液压缸(8)的进出油路锁死,停止翻转,并进入步骤5.2.2;
步骤5.2.2:锁闩、活门自动打开,当翻转液压缸(8)停止翻转后,控制器(5)分别向第三两位两通常闭比例阀(701)、第四两位两通常闭比例阀(702)、第三两位两通常开比例阀(703)和第四两位两通常开比例阀(704)输入的电流值为0、Imax、0、Imax,进而通过液压锁(9)和顺序阀组(10)控制锁闩液压缸(13)先动,活门液压缸(12)后动,从而实现锁闩先打开、活门后打开的顺序动作,并进入步骤5.2.3;
步骤5.2.3:管柱自动进入,当锁闩、活门先后打开后,管柱开始自动进入翻转式吊卡(20),如若控制器(5)通过管柱进入传感器(3)没有检测到管柱进入后,则继续等待管柱进入;如若控制器(5)通过管柱进入传感器(3)检测到管柱进入后,进入步骤5.2.4;
步骤5.2.4:锁闩、活门自动关闭模块,当控制器(5)通过管柱进入传感器(3)检测到管柱进入信号,且通过锁闩关闭传感器(2)没有检测到锁闩关闭时,控制器(5)分别向第三两位两通常闭比例阀(701)、第四两位两通常闭比例阀(702)、第三两位两通常开比例阀(703)和第四两位两通常开比例阀(704)输入的电流值为Imax、0、Imax、0,进而通过液压锁(9)和顺序阀组(10)控制活门液压缸(12)先动,锁闩液压缸(13)后动,从而实现活门先打开、锁闩后打开的顺序动作,并进入步骤5.2.5;
步骤5.2.5:锁闩关闭检测,控制器(5)通过锁闩关闭传感器(2)没有检测到锁闩关闭信号后,则继续等待;如若检测到锁闩关闭信号,证明锁闩完全关闭,并进入步骤5.2.6;
步骤5.2.6:管柱锁紧检测,活门、锁闩关闭后,管柱已经完全进入到翻转式吊卡(20),待管柱锁紧后,管柱将触碰到管柱锁紧传感器(4),控制器(5)如若检测到管柱锁紧信号,则向管柱锁紧指示灯(16)发出信号使其点亮,进入步骤6;控制器如若有没检测到管柱锁紧信号,则不向管柱锁紧指示灯(16)发出信号,停止作业并进行检修;
步骤6:吊卡作业完成,进入下一步作业。
2.根据权利要求1所述的一种基于负载口独立控制的翻转式吊卡控制方法,其特征在于,所述专家PID共分为五个区域Ⅰ、II、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ,e(k)为离散化的当前采样时刻的误差值,Δe(k)为当前误差变化率,M1、M2、ε分别误差设定值,区域划分原则如下:区域Ⅰ:当∣e(k)∣>M1时,专家PID的输出为u(k)=umax;
区域II:当e(k)Δe(k)>0,且M1>∣e(k)∣≥M2时,专家PID的输出为u(k)=u(k-1)+KPmax[e(k)-e(k-1)],其中Kpmax为调节参数,其值尽量大;
区域Ⅲ:当e(k)Δe(k)>0,且M2>∣e(k)∣≥ε时,专家PID的输出为u(k)=u(k-1)+KP[e(k)-e(k-1)]+KIe(k),其中Kp、KI为调节参数,其值适中;
区域Ⅳ:当e(k)Δe(k)<0,专家PID的输出为u(k)=u(k-1),控制器(5)的输出保持不变;
区域Ⅴ:当∣e(k)∣<ε时,专家PID的输出为u(k)=u(k-1)+KIe(k),其中KI为调节参数,其值较小。